污泥处理方法
污泥浓缩的方法主要有重力浓缩、气浮浓缩、带式重力浓缩和离心浓缩,以及微孔浓缩、隔膜浓缩和生物浮选浓缩。自然沉降和重力分离是最节能的污泥浓缩方法,不需要额外的能源。重力浓缩只是一种沉降分离过程,是通过在沉淀中形成高浓度污泥层来进行污泥浓缩的主要方法。独立重力浓缩在独立重力浓缩池中完成,工艺简单有效,但停留时间长可能会产生异味,不适合所有污泥;如果应用于生物除磷剩余污泥的浓缩,会释放出大量的磷,其上清液需要用化学方法除磷。重力浓缩法适用于初沉污泥、化学污泥和生物膜污泥。
污泥处理:离心浓缩法的原理是利用污泥中固液比重不同的离心力进行浓缩。离心浓缩法的特点是自成体系,效果好,操作简单;但投资大,电力成本高,维护复杂;适用于大中型污水处理厂的生物和化学污泥。
2)污泥处理
稳定化处理的目的是降解污泥中的有机物,进一步降低污泥的含水率,杀灭污泥中的细菌和病原体,消除臭味,是污泥有效利用的关键步骤。污泥稳定化方法主要有堆肥、干燥和厌氧消化。厌氧消化:厌氧消化是污泥处理过程中常用的稳定化技术。污泥厌氧消化又称污泥厌氧生物稳定性。其主要目的是还原原料污泥中以碳水化合物、蛋白质和脂肪形式存在的高能物质,即通过降解将高分子物质转化为低分子量物质氧化物。厌氧消化是在厌氧条件下分解污泥中有机物的厌氧生化反应,是一个极其复杂的过程。污泥好氧消化出现在20世纪50年代,与活性污泥法非常相似。外来营养物质被消耗时,微生物消耗自己的身体产生能量维持生命活动。这是微生物的内源代谢阶段。细胞组织在有氧条件下的内源性代谢产物为CO2、NH3和H2O,而NH3在有氧条件下会被进一步氧化为硝酸盐。污泥好氧消化的反应可由以下方程式表示:
C6H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+
在上式中,C6H7NO2是细胞组织的元素组成。
该方法具有降解程度高、无臭稳定、易脱水、含肥量高、操作管理简单、基建费用低等优点。但运行成本高,消化污泥量少,降解程度随温度波动大。堆肥技术的讨论始于1920。堆肥系统可分为三类:条形堆肥系统、静态好氧堆肥系统和设备堆肥系统。城市污水处理厂的污泥含有大量的氮、磷、钾等营养物质,能促进植物和农作物的生长,具有良好的肥效。堆肥后可以达到稳定化、无害化、资源化的目的。堆肥是嗜冷菌和嗜热菌好氧分解有机物的稳定过程。它的特点是能产生一定的热量,高温持续时间长,不需要外部热源也能无害。堆肥的一般工艺流程主要分为四个过程:预处理、一次发酵、二次发酵和后处理。堆肥后,污泥的性质得到改善,含水率降低(40%以下),变得疏松、分散、细粒状,能杀灭病原菌和寄生虫(卵),便于储存、运输和使用。
石灰稳定技术石灰稳定技术始于20世纪50年代。在加入石灰并保持一定pH值一定时间的条件下,可以杀死传染菌,防止和抑制臭味。该技术操作简单,成本低,处理后易脱水。污泥的最终处置可以是农业或卫生填埋。
把污泥发酵成有机肥,如果加入一些牛粪,就会发酵成优质有机肥。具体操作方法如下:1,加菌。1 kg金宝贝肥料发酵剂可发酵约4吨污泥+牛粪。需要按重量比添加30-50%左右的牛粪、秸秆粉、蘑菇渣、花生壳粉、稻壳、锯末等有机物,以便调节通风。如果加入稻壳和锯末,由于其高纤维素木质素,发酵时间应延长。菌种稀释:每公斤发酵剂中加入5-10公斤米糠(或麸皮、玉米粉等替代品),搅拌均匀稀释,然后均匀撒入料堆中,使用效果会更好。2.堆:准备好材料后,边铺菌边堆。桩的高度和体积不能过短或过小。要求:桩高1.5-2m,宽2m,长2-4m。2.搅拌均匀,通风。金宝贝肥料发酵剂需要良好的(耗)氧发酵,适当增加供氧措施,搅拌均匀,勤翻,通风。否则会导致厌氧发酵,产生异味,影响效果。4.湿气。发酵物料的含水量应控制在60 ~ 65%。水分判断:紧紧握住一把材料,看到手指间有水印,不滴水,落地时散开为宜。水分少导致发酵慢,水分多导致通风不畅,也会导致“腐败菌”工作,产生异味。5.温度。起始温度应在15℃以上(四季均可操作,不受季节影响,冬季宜在室内或温室内发酵),发酵温度控制在70-75℃以下。6.完成。第二天到第三天温度达到65℃以上,就要翻船了。一般一周内即可完成发酵。物质呈深棕色,温度开始降至常温,说明发酵完成。如果木屑、锯末、稻壳等辅料过多,应延长发酵时间,直至完全分解。发酵有机肥肥效好,使用安全方便,抗病促长,还能提高土壤肥力。污泥脱水是整个污泥处理过程中的重要环节,其目的是富集固体,减少污泥体积,为污泥的最终处置创造条件。为了分离污泥的液相和固相,必须克服它们之间的结合力,所以污泥脱水遇到的主要问题是能量。根据约束力的不同形式,有目的地采取不同的外部措施,可以获得不同的脱水效果。污泥脱水干燥包括自然脱水、机械脱水和热处理干燥。
浓缩消化后的污泥仍有95%~97%的含水率,容易腐烂发臭,需要干燥脱水。常用的脱水方法有自然干燥和机械脱水。芦苇等沼气植物也可用于更好的脱水。本次技术创新采用污泥洗涤工艺,先将污泥中的有机物洗出,将无机物从污泥土中分离出来,然后将有机污泥浓缩进行高温厌氧消化。对沉淀污泥进行洗涤,洗去污泥中一半的固体无机污泥土,使生物处理量减少一半,节省工程投资和处理费用;单独处理有机污泥去除了反应器中无机污泥土的沉淀,减少了设备磨损和反应器维护;对沉淀的污泥进行洗涤,洗去大部分易沉淀的重金属和无机污泥土,提高有机肥的质量;洗涤后的污泥土还可用于生产彩色路面砖和透水砖。其他创新工艺:超高温厌氧消化、多级厌氧消化、沼渣漂浮等。污泥生物处理的速度提高了几倍,沼气产量增加了20%以上。
在沉淀污泥生物处理系统中,工程设计创新采用地埋式、紧凑型、多级消化反应器设计,集成多个独立的厌氧消化反应器,节省建筑材料,采用混凝土结构,成本低。国内外现有的厌氧消化反应器一般采用地上式结构,这样可以使设备易于维护,便于沼渣排放,防止沼渣沉淀。生物处理系统的工程设计很好地解决了配套设备的维护和沼渣的沉淀问题。该系统配备的设备少,只需要几台水泵,即水泵坏了,不到20分钟就能更换,保证设备维修不停产。沉淀污泥经洗涤后,去除易沉淀的无机污泥土,有机污泥在吹浮系统的作用下完全上浮,不沉淀。地埋式厌氧消化反应器不仅投资少,不占地,而且可以防震、防雷击,延长使用寿命,减少消化系统的热量损失。
以日处理600吨含水率80%沉淀污泥的洗涤生物处理厂设计为例。处理能力和污泥含水率与大连夏家河污泥处理厂(2010国家示范工程第一名)完全相同,与之相比只需要20%的投资。处理厂的日常运行费用相对较低。污泥处理产生的副产品沼气可以创收,沼渣可以制成有机肥创收,污泥土可以生产路面彩砖、透水砖创收。沉淀污泥的生物处理不需要政府补贴和污水处理厂支付污泥浓缩和运输费用,可以获得可观的经济效益。与大连夏家河污泥处理厂相比,处理一吨含水率为80%的沉淀污泥,该处理厂日运行费用节省政府补贴135元(全国最低价),污水处理厂支付的污泥浓缩费和运输费合计超过200元。沉淀污泥洗涤和生物处理厂占地面积少,拟建在污水处理厂内,适用于各种规模的污水处理厂。小型污水处理厂可以加入当地的餐厨垃圾、化粪池垃圾、市政污水污泥以及周边企业和乡镇小型污水处理厂的污泥进行处理,增加处理规模,实现盈利。国内外现有的污泥处理技术还没有达到污泥免费处理处置的水平。(简称WAO)
污泥处理技术
湿式氧化是以空气中的氧气为氧化剂,在高温(125℃~320℃)、高压(0.5~20MPa)的条件下,在液相中将有机物分解为二氧化碳、水等无机物或小分子有机物的化学过程。由于剩余污泥的物质结构与高浓度有机废水非常相似,因此该方法也可用于处理剩余污泥。剩余污泥的湿式氧化处理是湿式氧化最成功的应用领域,超过50%的湿式氧化装置用于处理剩余污泥。这项技术是由H. Yasui等日本学者提出的。在该工艺中,剩余污泥的消化和污水处理在同一个曝气池中同时进行。过程分为两个过程,一个是臭氧氧化,一个是生物降解。
二沉池沉淀下来的污泥一部分直接回流到曝气池,另一部分先用臭氧处理后再回流到曝气池。污泥经臭氧处理后,可提高其可生化性,同时可在曝气池中与污水进行生物处理。而且经过臭氧处理后,一部分污泥(1/3)会是无机物。因此,只要操作得当,污水处理过程中污泥的净增加量可以与无机污泥相等,从而达到无剩余污泥的目的。高速生物反应器技术是在利用土壤处理污泥的基础上发展起来的。利用土壤中的微生物处理污泥,由于系统是开放的,会受到空气温度和土壤湿度的影响,限制了土壤利用的时间和面积。
美国SWEC公司在20世纪80年代开始研制高速生物反应器。该技术将污泥脱水、消化、干燥合二为一,将土壤处理的全过程置于室内封闭循环系统中。经过近20年的研发,德士古使高速生物反应器技术走向成熟和普及。整个运行系统的核心部分是生物反应器,它由两个区域组成:上部是污泥和土壤混合的区域,使污泥负荷均匀化,污泥的有机部分在这个区域进行生物降解;下部为气液分离区,使液体不停留在土壤中,以增加氧传递速率。当高负荷率的污泥经该系统处理后,污泥中的有机成分将降解70%~80%,悬浮固体浓度去除率达到45%~60%。沉淀池排出的浓度为5000~30000mg/L的污泥可以不经任何预处理直接进入系统。与其他生物处理技术相比,该系统所需能量少,可连续运行,并能维持微生物降解的最适温度,特别适用于受自然条件限制或土壤湿度较高的污泥处理工艺。